生物工程是人类攻克癌症、根治遗传病的重要手段。目前，全世界癌症患者占人口比例的1％。2 000多种遗传病，一般被视为不治之症，是人类健康的大敌。癌症和遗传病致病原因之一，就是DNA分子异变或者碱基排列顺序发生错乱造成的。可喜的是，美国科学家已发现了人的癌基因；还发现正常人的体细胞中也有癌基因，平时处于静止状态，一旦受外因激活，即大量表达，使正常细胞转化为恶性细胞。科学家还从不同的癌细胞分离出转化基因。运用生物工程技术，可以采用基因疗法，用基因枪对准肿瘤——有病变的基因打进去，对有病变的DNA分子进行矫正、修补或替换，以达到治疗的目的；或者通过调控手段，使癌细胞不能增殖，中断表达；或把致癌细胞诱导到正确分化的方面去，使之正常化；或把单克隆抗体与有关的药物相结合，制成各种“生物导弹”，定向地、专一地杀死癌细胞，并且可以避免传统“化疗”、“放疗”所产生的各种副作用。
对于危及人类的“艾滋病”，人们采用转基因植物技术，将艾滋病病毒转移到豇豆里，其植株一个叶片提取的疫苗可供200名病员使用，从而为防治艾滋病展示了光明前景。猪遗传工程已获成功，届时可用做替换人的病、伤器官。此外，生物技术对军事领域也有重大作用和影响。
生物技术的发展现况如何
由于生物技术在解决人类所面临的重大问题上所起的特殊作用及其巨大的经济潜力，引起世界各国政府的高度重视，都把发展生物技术当做改变国家经济面貌、跻身于世界强国之林的重大手段之一。一些有识之士认为，21世纪将是生物技术的世纪，生物技术产品将主宰世界经济市场。一场发展生物技术的国际竞争从20世纪80年代就已开始，许多国家纷纷制订规划和战略部署，设立专门研究机构，建立大型公司企业。目前，世界上专从事生物技术开发的公司多达数百家，全世界用于生物技术的费用达640亿美元。而同期全世界生物技术产品的销售额，有的估计在660亿美元以上，有的估计为700亿美元，而美国Ernst与Young生产和高技术产业服务人员推断从2000年以后销售额每年都将超过1 000亿美元。美国在生物工程的研究开发方面一直处于世界领先地位。从1976年建立世界上第一个生物技术公司以来，以重组DNA和细胞融合技术为中心的生物工程公司已发展到200多家，相关领域的公司460多家。美国已将生物工程与电子工业和宇航工业并列为三大新兴产业，并制定了一系列优惠政策。估计到21世纪初，有关生物工程技术产品和产值将达400多亿美元。日本次之，但其发酵工程技术已超过美国居世界首位。日本以基因工程的开发利用作为生物工程研究的重点课题，采取“官、商、学”结合的方针，有组织、有计划地推进生物工程的综合化发展，以求在较短时间内超过美国。目前，日本在生物工程的开发利用方面已取得显著成效，不仅引起西欧诸国的恐慌，也造成美国的严重不安。
西欧各国都设有生物技术研究中心。德国政府设立专款支持生物工程，其水平仅次于美、日，居世界第三位；法国称“生物技术是打开21世纪大门的知识和才能的核心”，将其列为优先发展的五大技术之一。欧盟为协调和促进各成员国生物技术的研究和开发，从整体上与美、日等发达国家抗衡，专门成立了生物技术委员会，把生物技术作为未来科技发展的重点。俄罗斯在石油酵母和氨基酸的研究开发方面取得突出成就，但总体上落后于美、日等国。同时，愈来愈多的发展中国家也都制定了相应规划，大力发展生物技术。韩国声称要在所有高技术领域全面发展，争取进入世界十大科技先进国家之列。印度政府则专门成立了生物技术部，以全面协调生物技术的研究、开发和产业化。
生物技术的发展前景如何
发展生物技术是为了振兴经济，解决社会经济发展面临的重大实际问题。因此，生物技术产品商业化、生物技术产业化进程将加快。科学家当前和今后在生物技术领域主要研究如下几个方面：治疗艾滋病(AIDS)新药；生产高效的抗癌物质；人类未来食物、能源、医药新产品——小球藻，不饱和脂肪酸——20碳5烯酸(EPA)，具有改善大脑功能、保护心脏的作用；利用真菌制剂作为医用、保健用品和功能性食品；利用微生物控制人类生育；生物固氮的研究已取得新进展；绿色能源前景广阔；生物技术为环境产业展示了美好前景；植物纤维代替乙烯，进入产业化阶段；“活体除草剂”研制成功；新型水稻育秧技术取得突破；植物工厂化生产正在一些国家兴起；基因工程植物生产聚羟基丁酸(PHB)取得重要进展；制糖业有了新的原料——高甜味转移因植物；抗虫抗病转移研究获得新进展；用转移基因植物生产出新型蛋白质产品；提高反刍动物饲料利用率的新技术；国际上猪、牛、羊、鱼、鸡的生长激素进入产业化阶段。
原定于2005年完成、堪与“阿波罗计划”媲美的人类基因组计划再度提前，已于2001年6月完成。这一计划的人体全基因组遗传图、物理图、转录图的制作以及含30亿碱基对的全部序列的测定工作，由美、英、德、法、日和中国的科学家共同承担。他们仅在1年时间内，完成一张全面完整的人类基因组DNA序列工作图，将人类基因组整体序列的准确率提高到9999％。人体内总数为8万～10万个基因被全部定位，它们的分离、克隆以及结构与功能的研究将全面展开。通过基因添加(添加健康基因)，基因矫正(用正常基因替代病变基因)，寻找“长寿基因”，克服“衰老基因”，人类寿命将大大延长。据中国工程院院士、中国医学科学院院长巴德年教授预测，再过20年人类有望攻克癌症，心脑血管疾病可望得到有效防治，在2020～2030年间可能出现人口平均寿命突破100岁的国家。总之，生物技术向人类展示了无比诱人的前景，它在人类生活中将发挥出越来越重要的作用。
中国生物技术的发展现状是什么
中国政府高度重视生物技术的研究、开发和利用，“863计划”将生物技术确定为关键领域。虽然起步较晚，但研究、开发有一定的基础，有些成果已达到国际先进水平。1985年中国研制成功“乙型肝炎重组痘苗病毒疫苗”、“青霉素酰化酶基因工程菌”和“幼畜腹泻基因工程K88抗原工程试验菌苗”三项重要成果，达到或接近国外同类研究与开发的先进水平。中国还成功地分离出羊生长激素基因，在世界上是首次报道。在细胞工程方面，中国利用花药离体培养获得单倍体的育种技术，被公认为是世界先进水平。这种技术在果树、林木、蔬菜、花卉以及中药材的快速繁殖上也都取得了可喜成就。
1987年实施“863计划”以来，又取得了一批可喜成果。两系法水稻杂交优势利用是中国首创，截至1997年底，两系法品种间和亚种间杂交稻的累计示范试种面积已近1 000万亩，一般增产在10％~15％，米质提高一级；大豆杂种优势利用技术，利用远缘杂交和生物技术手段在不育系、保持系研究方面获重大突破，达到国际领先水平；香蕉试管苗组织培养技术应用于生产，香蕉产量提高了30％，生产周期缩短到9个月；抗虫棉研究完成了五种抗虫基因的分离和克隆，得到了一批适用于中国长江流域和华北棉区大面积应用的转基因抗虫棉株系，已进入一定规模的试种示范，染色体工程培育小麦新品种、水稻与玉米联合固氮、试管牛犊、单克隆抗体都得了丰硕成果。
中国克隆技术继续处于世界先进水平。20世纪80年代以来，中国科学院发育生物研究所、西北农业大学、东北农业大学、扬州大学、广西农业大学、湖南医科大学、华南师范大学等单位已先后在兔、羊、牛、猪等动物胚胎克隆上多次取得成功。2000年6月，西北农林科技大学的科研人员，采用一只母山羊耳朵上的细胞的细胞核作为核供体，移入另一只母山羊去了核的未受精的卵细胞的细胞质中，实现核、质融合，并移入第三只母山羊的子宫中，孕育成与第一只成年母山羊基因性状完全相同的克隆山羊“阳阳”降生，这一科研成果已于2000年8月16日获得验证。2002年1月18日～2月12日，由中国科学院和山东中大动物胚胎工程中心合作完成的、以两只成年牛的牛耳成纤维细胞为供体，以鲁历黄牛卵细胞为受体培养成功克隆囊胚，再移植到受体母牛子宫中，产下克隆牛14头成活5头。经国内权威专家鉴定，这一研究不仅实现了中国成年体细胞克隆牛成活群体零的突破，而且从重构的囊胚发育率、妊娠率、产犊率和克隆牛的成活率综合评价，达到了国际上同类研究的先进水平，它表明中国动物克隆研究已跻身于世界先进水平行列，成为继日本、新西兰、美国之后掌握体细胞克隆牛关键技术的少数国家之一。
医药生物技术产品的研究、开发和产业化已初具规模。中国基因工程制药产业起步于80年代。1989年中国批准了第一个在中国生产的基因工程药物——重组人干扰素aIb，标志着中国生产的基因工程药物实现了零的突破。1996年底，中国已有8种基因工程药物和疫苗实现了商品化，基因工程药物和疫苗销售额约为22亿元。预计21世纪初中国基因工程药物销售额将达228亿元。
中国还参与了人类基因组计划，是6个参与国中唯一的发展中国家，中国科学家仅用半年时间，就完成了1％的人类基因组测序“工作草图”任务，从而在“生命登月计划”伟大工程中刻上了中国人的名字。
但从总体上看，与发达国家相比，中国生物技术还存在以下差距：首先，开发新技术、新产品的能力较弱，尤其在基因工程、细胞工程的基础研究方面还比较落后；其次，在生物技术的产业化方面也存在较大差距。中国生物技术的产业化方面也存在较大差距。中国生物技术产业刚刚起步，一些新产品的投产和技术成果的商品化进程尚不理想，较之发达国家要落后5~15年。
中国发展生物技术的对策是什么
发展生物技术的重要意义不仅表现在工农业生产上，而且还表现在国防上。比如，用生物技术制成的武器作为一种威慑手段，同核武器一样，有了不一定用，但绝不能没有，尤其是别国有而自己没有就更加如此。有鉴于此，国家高度重视发展生物技术，“863”计划所列出的7个优先发展的技术领域中，生物技术占第一位。在当前和今后的一个时期内，中国发展生物技术的基本对策是：
要加快生物技术成果商品化的进程。必须尽快改变科研机构与企业不协调、开发与研究严重脱节的状况，建立研究—中试—工业性试验—生产应用系列，从而加快生物技术化的进程。
重视生物技术的基础性研究。要重点发展那些对生物技术发展和应用直接起作用的关键性技术领域。要结合国情，选准突破口，以近为主，远近结合。我们应选择那些国际上已突破并能较快应用于生产的生物技术，并在从国外引进消化技术的同时，重视为开发新产品所必需的基础研究。
要增加智力投资，重视人才培养，尽快改变中国生物技术队伍人员不足和知识、技术单一的局面，切实保证中国生物技术长期稳定、持续地发展。目前和今后一个相当长的时期内，中国生物技术领域确立了三大主题：一是在农业上要培育高产、优质、抗逆优良品种，以解决13亿人口吃饭问题；二是在医药领域要实现各种遗传工程药物、疫苗、干扰素等的产业化以及基因治疗；三是进行蛋白质工程方面的跟踪性研究。世界近期内将上马200～300个生物工程项目，生物工程产值到21世纪30年代将跃居各产业之首。目前是我们发展生物技术的最好时机。我们应抓住机遇，迎接挑战，不失时机地将中国生物技术搞上去。
努力探索，积极研究，周密设计，慎重对待。任何事物都是一分为二的，生物技术、特别是基因工程的发展也不例外。一方面这有利于人类，给人类提供各种利益和方便；另一方面它也会带来许多社会问题，甚至会危害人类。人们担心DNA技术是按人类需要改良物种，其副产品则是将会造成大量物种灭绝。这种单一种植物物种减少，一旦气候发生变化或突发性病虫害出现，人类会遭到灾难性威胁。人们还担心，人的基因与动物基因重组，会不会产生给人类带来灾难的怪物?全世界已有60多家性别选择中心，会不会带来人类社会的“阴阳失调”和道德问题?人类胚胎克隆——无性生育的结果也可能带来严重的伦理道德问题。鉴于此，我们对待生物工程必须既要看到眼前利益，又要顾及长远的生态后果；既要发挥人类改造自然的创造精神，又要克服主观盲目性。总之，要采取科学态度，努力探索，积极研究，周密设计，慎重对待。不能任意违反自然界的发展规律，免遭辩证法的惩罚。
生物传感器能对外界各种刺激都作出反应吗
生物的基本特征之一，是能够对外界的各种刺激作出反应。其所以能够如此，首先是由于生物能感受外界的各类刺激信号，并将这些信号转换成体内信息处理系统所能接收并处理的信号。例如，人能通过眼、耳、鼻、舌、身等感觉器官将外界的光、声、温度及其他各种化学和物理信号转换成人体内神经系统等信息处理系统能够接收和处理的信号。当代和未来的信息社会中，信息处理系统要对自然和社会的各种变化作出反应，首先需要通过传感器将外界的各种信息接收下来并转换成信息系统中的信息处理单元(即计算机)能够接收和处理的信号。
